JP2012253262A - Solar cell manufacturing method - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method capable of manufacturing a solar cell having improved output characteristics.SOLUTION: A solar cell manufacturing method comprises: forming i-type semiconductor layers 12, 14 on substrates 10 fixed to a tray 20; subsequently performing a semiconductor layer formation process of forming semiconductor layers 11, 13 each doped with a dopant; and bombarding, after the semiconductor layer formation process, at least one of hydrogen radicals and hydrogen ions on the tray 20.

Description

本発明は、太陽電池の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a solar cell.

従来、一の導電型の結晶シリコン基板と、他の導電型のアモルファスシリコン層との間に、水素を含む実質的に真性なアモルファスシリコン層（以下、「ｉ型アモルファスシリコン層」とする。）が配された、ｐｉｎ接合を有する太陽電池が知られている（例えば特許文献１を参照）。この太陽電池では、ｉ型アモルファスシリコン層によりキャリアの再結合を抑制できる。このため、優れた出力特性を得ることができる。   Conventionally, a substantially intrinsic amorphous silicon layer containing hydrogen (hereinafter referred to as “i-type amorphous silicon layer”) between a crystalline silicon substrate of one conductivity type and an amorphous silicon layer of another conductivity type. A solar cell having a pin junction is known (see, for example, Patent Document 1). In this solar cell, carrier recombination can be suppressed by the i-type amorphous silicon layer. Therefore, excellent output characteristics can be obtained.

特開２００４−２８９０５８号公報JP 2004-289058 A

近年、太陽電池の出力特性をさらに向上したいという要望が高まってきている。   In recent years, there has been an increasing demand for further improving the output characteristics of solar cells.

本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、改善された出力特性を有する太陽電池を製造し得る方法を提供することにある。   This invention is made | formed in view of such a point, The objective is to provide the method which can manufacture the solar cell which has the improved output characteristic.

本発明に係る太陽電池の製造方法は、基板と、基板の上に配された実質的に真性なｉ型半導体層と、基板の上に配されたドーパントがドープされた半導体層とを備える太陽電池を複数製造する方法に関する。本発明に係る太陽電池の製造方法は、第１の固定工程と、半導体層形成工程と、照射工程と、取り外し工程と、第２の固定工程とを備えている。第１の固定工程は、基板をトレイに固定する工程である。半導体層形成工程は、トレイに固定された基板の上に、ｉ型半導体層を形成し、その後、ドーパントがドープされた半導体層を形成する工程である。照射工程は、半導体層形成工程の後に、トレイに水素ラジカル及び水素イオンのうちの少なくとも一方を照射する工程である。取り外し工程は、照射工程に先立って、または照射工程の後に基板をトレイから取り外す工程である。第２の固定工程は、取り外し工程において基板が取り外されたトレイに新たな基板を固定する工程である。本発明に係る太陽電池の製造方法では、第２の固定工程、半導体層形成工程、照射工程及び取り外し工程を複数回繰り返して行う。   A solar cell manufacturing method according to the present invention includes a substrate, a substantially intrinsic i-type semiconductor layer disposed on the substrate, and a semiconductor layer doped on the substrate and doped with a dopant. The present invention relates to a method of manufacturing a plurality of batteries. The method for manufacturing a solar cell according to the present invention includes a first fixing step, a semiconductor layer forming step, an irradiation step, a removing step, and a second fixing step. The first fixing step is a step of fixing the substrate to the tray. The semiconductor layer forming step is a step of forming an i-type semiconductor layer on a substrate fixed to a tray and then forming a semiconductor layer doped with a dopant. The irradiation step is a step of irradiating the tray with at least one of hydrogen radicals and hydrogen ions after the semiconductor layer forming step. The removal process is a process of removing the substrate from the tray prior to the irradiation process or after the irradiation process. The second fixing step is a step of fixing a new substrate to the tray from which the substrate has been removed in the removing step. In the method for manufacturing a solar cell according to the present invention, the second fixing step, the semiconductor layer forming step, the irradiation step, and the removing step are repeated a plurality of times.

本発明によれば、改善された出力特性を有する太陽電池を製造し得る方法を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the method which can manufacture the solar cell which has the improved output characteristic can be provided.

本発明を実施した一実施形態において製造する太陽電池の略図的断面図である。It is a schematic sectional drawing of the solar cell manufactured in one Embodiment which implemented this invention. 半導体基板が固定されたトレイの略図的斜視図である。It is a schematic perspective view of a tray to which a semiconductor substrate is fixed.

以下、本発明を実施した好ましい形態の一例について説明する。但し、下記の実施形態は、単なる例示である。本発明は、下記の実施形態に何ら限定されない。   Hereinafter, an example of the preferable form which implemented this invention is demonstrated. However, the following embodiment is merely an example. The present invention is not limited to the following embodiments.

また、実施形態等において参照する各図面において、実質的に同一の機能を有する部材は同一の符号で参照することとする。また、実施形態等において参照する図面は、模式的に記載されたものであり、図面に描画された物体の寸法の比率などは、現実の物体の寸法の比率などとは異なる場合がある。図面相互間においても、物体の寸法比率等が異なる場合がある。具体的な物体の寸法比率等は、以下の説明を参酌して判断されるべきである。   Moreover, in each drawing referred in embodiment etc., the member which has a substantially the same function shall be referred with the same code | symbol. The drawings referred to in the embodiments and the like are schematically described, and the ratio of the dimensions of the objects drawn in the drawings may be different from the ratio of the dimensions of the actual objects. The dimensional ratio of the object may be different between the drawings. The specific dimensional ratio of the object should be determined in consideration of the following description.

（太陽電池１の構成）
図１は、本実施形態において製造する太陽電池の略図的断面図である。まず、図１を参照しながら本実施形態において製造する太陽電池の構成について説明する。 (Configuration of solar cell 1)
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a solar cell manufactured in the present embodiment. First, the structure of the solar cell manufactured in the present embodiment will be described with reference to FIG.

太陽電池１は、半導体基板１０を備えている。半導体基板１０は、例えば、単結晶半導体基板や多結晶半導体基板により構成することができる。具体的には、半導体基板１０は、例えば、単結晶シリコン基板により構成することができる。   The solar cell 1 includes a semiconductor substrate 10. The semiconductor substrate 10 can be composed of, for example, a single crystal semiconductor substrate or a polycrystalline semiconductor substrate. Specifically, the semiconductor substrate 10 can be constituted by a single crystal silicon substrate, for example.

なお、本実施形態では、半導体基板１０の導電型がｎ型である例について説明する。但し、本発明は、これに限定されない。半導体基板１０の導電型はｐ型であってもよい。   In the present embodiment, an example in which the conductivity type of the semiconductor substrate 10 is n-type will be described. However, the present invention is not limited to this. The conductivity type of the semiconductor substrate 10 may be p-type.

半導体基板１０の第１の主面１０ａの上には、半導体基板１０の導電型とは異なるｐ型半導体層１１が配されている。ｐ型半導体層１１は、例えば、ｐ型アモルファスシリコンなどのｐ型非単結晶シリコン系半導体により構成することができる。ｐ型半導体層１１は、水素を含んでいることが好ましい。ｐ型半導体層１１の厚みは、例えば、３ｎｍ〜２０ｎｍであることが好ましく、５ｎｍ〜１５ｎｍであることがより好ましい。   A p-type semiconductor layer 11 different from the conductivity type of the semiconductor substrate 10 is disposed on the first main surface 10 a of the semiconductor substrate 10. The p-type semiconductor layer 11 can be composed of a p-type non-single crystal silicon semiconductor such as p-type amorphous silicon, for example. The p-type semiconductor layer 11 preferably contains hydrogen. The thickness of the p-type semiconductor layer 11 is preferably 3 nm to 20 nm, for example, and more preferably 5 nm to 15 nm.

半導体基板１０の第１の主面１０ａとｐ型半導体層１１との間には、ｉ型半導体層１２が配されている。ｉ型半導体層１２は、例えば、ｉ型アモルファスシリコンなどの実質的に真性な非単結晶シリコン系半導体により構成することができる。ｉ型半導体層１２は、水素を含んでいることが好ましい。ｉ型半導体層１２の厚みは、実質的に発電に寄与しない程度であることが好ましい。ｉ型半導体層１２の厚みは、例えば、３ｎｍ〜１５ｎｍであることが好ましく、５ｎｍ〜１０ｎｍであることがより好ましい。   An i-type semiconductor layer 12 is disposed between the first major surface 10 a of the semiconductor substrate 10 and the p-type semiconductor layer 11. The i-type semiconductor layer 12 can be made of a substantially intrinsic non-single-crystal silicon semiconductor such as i-type amorphous silicon, for example. The i-type semiconductor layer 12 preferably contains hydrogen. The i-type semiconductor layer 12 preferably has a thickness that does not substantially contribute to power generation. The thickness of the i-type semiconductor layer 12 is preferably, for example, 3 nm to 15 nm, and more preferably 5 nm to 10 nm.

一方、半導体基板１０の第２の主面１０ｂの上には、半導体基板１０の導電型と同じであるｎ型半導体層１３が配されている。ｎ型半導体層１３は、例えばｎ型アモルファスシリコンなどのｎ型非単結晶シリコン系半導体により構成することができる。ｎ型半導体層１３は、水素を含んでいることが好ましい。ｎ型半導体層１３の厚みは、例えば、３ｎｍ〜２５ｎｍであることが好ましく、５ｎｍ〜１５ｎｍであることがより好ましい。   On the other hand, an n-type semiconductor layer 13 having the same conductivity type as that of the semiconductor substrate 10 is disposed on the second main surface 10 b of the semiconductor substrate 10. The n-type semiconductor layer 13 can be composed of an n-type non-single crystal silicon semiconductor such as n-type amorphous silicon, for example. The n-type semiconductor layer 13 preferably contains hydrogen. The thickness of the n-type semiconductor layer 13 is preferably, for example, 3 nm to 25 nm, and more preferably 5 nm to 15 nm.

半導体基板１０の第２の主面１０ｂとｎ型半導体層１３との間には、ｉ型半導体層１４が配されている。ｉ型半導体層１４は、例えば、ｉ型アモルファスシリコンなどの実質的に真性な非単結晶シリコン系半導体により構成することができる。ｉ型半導体層１４の厚みは、実質的に発電に寄与しない程度であることが好ましい。ｉ型半導体層１４は、水素を含んでいることが好ましい。ｉ型半導体層１４の厚みは、例えば、３ｎｍ〜１５ｎｍであることが好ましく、５ｎｍ〜１０ｎｍであることがより好ましい。   An i-type semiconductor layer 14 is disposed between the second main surface 10 b of the semiconductor substrate 10 and the n-type semiconductor layer 13. The i-type semiconductor layer 14 can be made of a substantially intrinsic non-single-crystal silicon semiconductor such as i-type amorphous silicon, for example. The i-type semiconductor layer 14 preferably has a thickness that does not substantially contribute to power generation. The i-type semiconductor layer 14 preferably contains hydrogen. The thickness of the i-type semiconductor layer 14 is, for example, preferably 3 nm to 15 nm, and more preferably 5 nm to 10 nm.

半導体層１１，１３の上には、透明導電性酸化物（Ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｏｘｉｄｅ：ＴＣＯ）層１５，１６が配されている。ＴＣＯ層１５の上には、電極１７が配されている。この電極１７により正孔が収集される。一方、ＴＣＯ層１６の上には、電極１８が配されている。この電極１８により電子が収集される。   Transparent conductive oxide (TCO) layers 15 and 16 are disposed on the semiconductor layers 11 and 13. An electrode 17 is disposed on the TCO layer 15. Holes are collected by the electrode 17. On the other hand, an electrode 18 is disposed on the TCO layer 16. Electrons are collected by the electrode 18.

（太陽電池１の製造方法）
次に、太陽電池１の製造方法の一例について説明する。 (Manufacturing method of solar cell 1)
Next, an example of the manufacturing method of the solar cell 1 will be described.

（第１の固定工程）
まず、図２に示すように、複数の半導体基板１０をトレイ２０に固定する。トレイ２０は、例えばＳＵＳ等からなる板状体により構成することができる。複数の半導体基板１０の固定は、例えば、このトレイ２０及び図示しないマスクを用いて半導体基板１０の各周縁部を、半導体基板１０の表面側及び裏面側のそれぞれから押さえることにより行うことができる。 (First fixing step)
First, as shown in FIG. 2, the plurality of semiconductor substrates 10 are fixed to the tray 20. The tray 20 can be configured by a plate-like body made of, for example, SUS. The plurality of semiconductor substrates 10 can be fixed, for example, by pressing each peripheral portion of the semiconductor substrate 10 from the front side and the back side of the semiconductor substrate 10 using the tray 20 and a mask (not shown).

（半導体層形成工程）
次に、トレイ２０に固定された複数の半導体基板１０の上に、ｉ型半導体層１４、ｎ型半導体層１３を形成する。その後、複数の半導体基板１０のｎ型半導体層１３を形成した面の反対に、ｉ型半導体層１２、ｐ型半導体層１１を形成する。ｉ型半導体層１２，１４並びにｐ型半導体層１１及びｎ型半導体層１３の形成は、例えば、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法や、スパッタリング法等の蒸着法により行うことができる。 (Semiconductor layer formation process)
Next, the i-type semiconductor layer 14 and the n-type semiconductor layer 13 are formed on the plurality of semiconductor substrates 10 fixed to the tray 20. Thereafter, the i-type semiconductor layer 12 and the p-type semiconductor layer 11 are formed opposite to the surface on which the n-type semiconductor layer 13 of the plurality of semiconductor substrates 10 is formed. The i-type semiconductor layers 12 and 14, the p-type semiconductor layer 11, and the n-type semiconductor layer 13 can be formed by, for example, a vapor deposition method such as a CVD (Chemical Vapor Deposition) method or a sputtering method.

（照射工程）
次に、半導体層１１〜１４が形成された複数の半導体基板１０が固定された状態で、トレイ２０に水素ラジカル及び水素イオンのうちの少なくとも一方を照射する。 (Irradiation process)
Next, the tray 20 is irradiated with at least one of hydrogen radicals and hydrogen ions in a state where the plurality of semiconductor substrates 10 on which the semiconductor layers 11 to 14 are formed are fixed.

（取り外し工程）
次に、複数の半導体基板１０をトレイ２０から取り外す。 (Removal process)
Next, the plurality of semiconductor substrates 10 are removed from the tray 20.

（透明導電性酸化物（ＴＣＯ）層形成工程）
次に、ＴＣＯ層１５，１６を形成する。ＴＣＯ層１５，１６の形成は、例えば、スパッタリング法やＣＶＤ法等の蒸着法により行うことができる。 (Transparent conductive oxide (TCO) layer formation process)
Next, TCO layers 15 and 16 are formed. The TCO layers 15 and 16 can be formed by a vapor deposition method such as a sputtering method or a CVD method.

なお、このＴＣＯ層形成工程は、取り外し工程の前に行ってもよい。すなわち、トレイ２０に複数の半導体基板１０が固定された状態でＴＣＯ層形成工程を行ってもよい。   This TCO layer forming step may be performed before the removing step. That is, the TCO layer forming step may be performed in a state where a plurality of semiconductor substrates 10 are fixed to the tray 20.

（電極形成工程）
次に、電極１７と電極１８とを形成することにより太陽電池１を完成させることができる。なお、電極１７，１８の形成は、例えば導電性ペーストの塗布や、めっき法等により行うことができる。 (Electrode formation process)
Next, the solar cell 1 can be completed by forming the electrode 17 and the electrode 18. The electrodes 17 and 18 can be formed by, for example, applying a conductive paste or plating.

（第２の固定工程）
取り外し工程の後に、取り外し工程において半導体基板１０が取り外されたトレイ２０に、半導体層１１〜１４が形成されていない新たな半導体基板１０を固定する。 (Second fixing step)
After the removal step, a new semiconductor substrate 10 on which the semiconductor layers 11 to 14 are not formed is fixed to the tray 20 from which the semiconductor substrate 10 has been removed in the removal step.

本実施形態では、第２の固定工程、半導体層形成工程、照射工程、取り外し工程、ＴＣＯ層形成工程及び電極形成工程を繰り返し行うことにより、複数の太陽電池１を製造していく。   In the present embodiment, the plurality of solar cells 1 are manufactured by repeatedly performing the second fixing step, the semiconductor layer forming step, the irradiation step, the removing step, the TCO layer forming step, and the electrode forming step.

このように、本実施形態では、ドーパントがドープされた半導体層を形成する半導体層形成工程の後に、トレイ２０に水素ラジカル及び水素イオンのうちの少なくとも一方を照射する照射工程を行う。このため、改善された出力特性を有する複数の太陽電池１を効率的に製造することができる。これは、以下の理由によるものと考えられる。すなわち、ドーパントがドープされた半導体層であるｐ型半導体層やｎ型半導体層を半導体基板の上に形成する工程においては、ドーパントがドープされた半導体層がトレイ及び図示しないマスクの上にも形成される。このため、このトレイを再利用した場合、ｉ型半導体層を形成する際に、トレイの上に形成されたドーパントを含む半導体層のドーパントがｉ型半導体層内にドープされてしまう。その結果、製造される太陽電池の出力特性が低くなってしまう。それに対して、本実施形態のように、トレイに水素ラジカル及び水素イオンのうちの少なくとも一方を照射した場合は、この照射工程においてトレイ上に形成された半導体層からドーパントを放出させることができる。よって、トレイの上に形成された半導体層におけるドーパント濃度を低くすることができる。従って、トレイを再利用した場合であっても、ｉ型半導体層に、トレイの上に形成された半導体層中に含まれていたドーパントがドープされることを抑制することができる。その結果、優れた出力特性を有する太陽電池を製造することができるものと考えられる。   Thus, in this embodiment, the irradiation process of irradiating the tray 20 with at least one of hydrogen radicals and hydrogen ions is performed after the semiconductor layer forming process of forming the semiconductor layer doped with the dopant. For this reason, the several solar cell 1 which has the improved output characteristic can be manufactured efficiently. This is considered to be due to the following reasons. That is, in the process of forming a p-type semiconductor layer or an n-type semiconductor layer, which is a semiconductor layer doped with a dopant, on a semiconductor substrate, a semiconductor layer doped with a dopant is also formed on a tray and a mask (not shown). Is done. For this reason, when this tray is reused, when forming an i-type semiconductor layer, the dopant of the semiconductor layer containing the dopant formed on the tray will be doped in the i-type semiconductor layer. As a result, the output characteristics of the manufactured solar cell are lowered. On the other hand, when the tray is irradiated with at least one of hydrogen radicals and hydrogen ions as in this embodiment, the dopant can be released from the semiconductor layer formed on the tray in this irradiation step. Therefore, the dopant concentration in the semiconductor layer formed on the tray can be lowered. Therefore, even when the tray is reused, it is possible to prevent the i-type semiconductor layer from being doped with the dopant contained in the semiconductor layer formed on the tray. As a result, it is considered that a solar cell having excellent output characteristics can be manufactured.

また、本実施形態では、取り外し工程の前に、照射工程を行う。このため、半導体層１１，１３にも水素ラジカル及び水素イオンの少なくとも一方が照射される。これにより、半導体層１１，１３が改質される。具体的には、半導体層１１，１３に含まれる水素の結合状態などが改質される。従って、より優れた出力特性を有する太陽電池１を製造することができる。   Moreover, in this embodiment, an irradiation process is performed before a removal process. For this reason, the semiconductor layers 11 and 13 are also irradiated with at least one of hydrogen radicals and hydrogen ions. Thereby, the semiconductor layers 11 and 13 are modified. Specifically, the bonding state of hydrogen contained in the semiconductor layers 11 and 13 is modified. Therefore, the solar cell 1 having more excellent output characteristics can be manufactured.

さらに優れた出力特性を有する太陽電池を得る観点からは、照射工程は、イオンを用いない水素ラジカル処理を半導体層１１，１３に施す工程であることが好ましい。この場合にさらに優れた出力特性を有する太陽電池が得られる理由は、半導体層１１，１３の水素イオンによる損傷を抑制できるためであると考えられる。なお、イオンを用いない水素ラジカル処理は、リモートプラズマ法や、触媒化学気相成長（Ｃａｔａｌｙｔｉｃ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：Ｃａｔ−ＣＶＤ）法、ホットワイヤー法等により行うことができる。   Further, from the viewpoint of obtaining a solar cell having excellent output characteristics, the irradiation step is preferably a step of subjecting the semiconductor layers 11 and 13 to hydrogen radical treatment that does not use ions. In this case, the reason why a solar cell having further excellent output characteristics can be obtained is that damage to the semiconductor layers 11 and 13 due to hydrogen ions can be suppressed. Note that hydrogen radical treatment without using ions can be performed by a remote plasma method, a catalytic chemical vapor deposition (Cat-CVD) method, a hot wire method, or the like.

また、取り外し工程の前に照射工程を行うことにより、半導体層１１，１３とＴＣＯ層１５，１６とのオーミック性を改善することができる。よって、さらに優れた出力特性を有する太陽電池を得ることができる。これは、照射工程においてトレイ２０の上に形成された半導体層から放出されたドーパントが半導体層１１，１３の表面に付着し、半導体層１１，１３の表層のドーパント濃度が高くなるためであると考えられる。   Moreover, the ohmic property between the semiconductor layers 11 and 13 and the TCO layers 15 and 16 can be improved by performing the irradiation step before the removal step. Therefore, a solar cell having further excellent output characteristics can be obtained. This is because the dopant released from the semiconductor layer formed on the tray 20 in the irradiation step adheres to the surface of the semiconductor layers 11 and 13 and the dopant concentration of the surface layer of the semiconductor layers 11 and 13 increases. Conceivable.

なお、本発明の太陽電池の製造方法は、ｉ型半導体層と、ドーパントがドープされた半導体層とを有する太陽電池であれば、どのような太陽電池にも適用することができる。本発明の太陽電池の製造方法は、例えば、裏面接合型の太陽電池にも適用可能であるし、薄膜太陽電池にも適用可能である。   In addition, the solar cell manufacturing method of the present invention can be applied to any solar cell as long as it has an i-type semiconductor layer and a semiconductor layer doped with a dopant. The method for producing a solar cell of the present invention can be applied to, for example, a back junction solar cell or a thin film solar cell.

上記実施形態では、取り外し工程を照射工程の後に行う例について説明したが、取り外し工程を照射工程に先だって行ってもよい。   In the above embodiment, the example in which the removal process is performed after the irradiation process has been described, but the removal process may be performed prior to the irradiation process.

また、ドーパントがドープされた半導体層が複数存在する場合は、少なくとも一つのドーパントがドープされた半導体層を形成した後に照射工程を行えばよく、すべてのドーパントがドープされた半導体層を形成した後に照射工程を行う必要は必ずしもない。   In addition, when there are a plurality of semiconductor layers doped with dopants, an irradiation step may be performed after forming a semiconductor layer doped with at least one dopant, and after forming a semiconductor layer doped with all dopants. It is not always necessary to perform the irradiation process.

本発明において、基板は、半導体基板に限定されない。   In the present invention, the substrate is not limited to a semiconductor substrate.

なお、イオンを用いない水素ラジカル処理として例示したリモートプラズマ法は、水素ラジカルだけが基板の表面に到達できるように、磁場や電場によりイオンをプラズマ空間から分離できる装置を用いておこなう方法であればよい。   The remote plasma method exemplified as the hydrogen radical treatment without using ions is a method that uses a device that can separate ions from the plasma space by a magnetic field or an electric field so that only hydrogen radicals can reach the surface of the substrate. Good.

以下、本発明について、具体的な実施例に基づいて、さらに詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において適宜変更して実施することが可能である。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail on the basis of specific examples. However, the present invention is not limited to the following examples, and may be appropriately modified and implemented without departing from the scope of the present invention. Is possible.

（実施例１）
上記実施形態に係る太陽電池１と実質的に同様の構成を有する太陽電池を、上記実施形態において説明した方法により、下記の条件で複数作製した。具体的には、本実施例では、ｎ型半導体層１３を形成した後に、ｐ型半導体層１１を形成した。その後、照射工程を行った。 Example 1
A plurality of solar cells having substantially the same configuration as that of the solar cell 1 according to the above embodiment were produced under the following conditions by the method described in the above embodiment. Specifically, in this embodiment, the p-type semiconductor layer 11 is formed after the n-type semiconductor layer 13 is formed. Then, the irradiation process was performed.

具体的には、減圧されたＣＶＤ装置の真空容器内に水素ガスを２００ｓｃｃｍで導入し、圧力を２Ｐａ〜１０Ｐａに調整した。その後、ＣＶＤ装置への投入電力を３．５ｋＷ〜４．０ｋＷとして水素ラジカルを発生させ、４０秒間にわたってｐ型半導体層１１に対して水素ラジカルを照射することにより、水素ラジカル処理を行った。   Specifically, hydrogen gas was introduced at 200 sccm into the vacuum vessel of the decompressed CVD apparatus, and the pressure was adjusted to 2 Pa to 10 Pa. Then, hydrogen radical treatment was performed by generating hydrogen radicals with an input power to the CVD apparatus of 3.5 kW to 4.0 kW and irradiating the p-type semiconductor layer 11 with hydrogen radicals for 40 seconds.

実施例１において、第２の固定工程を行った後に作製された太陽電池の開放電圧（Ｖｏｃ）、短絡電流（Ｉｓｃ）、曲線因子（Ｆ．Ｆ．）、最大出力（Ｐｍａｘ）を測定した。結果を、下記の表１に示す。   In Example 1, the open circuit voltage (Voc), the short circuit current (Isc), the fill factor (FF), and the maximum output (Pmax) of the solar cell manufactured after performing the second fixing step were measured. The results are shown in Table 1 below.

また、実施例１では、ｐ型半導体層１１は、ＣＶＤ装置の真空容器内にシラン（ＳｉＨ４）ガス１５０ｓｃｃｍと水素（Ｈ２）ガス７５０ｓｃｃｍとジボラン（Ｂ２Ｈ６）５ｓｃｃｍとの混合ガスを導入し、圧力を１Ｐａ〜５Ｐａに調整し、投入電力を３．５ｋＷ〜４．０ｋＷとして、膜厚が５ｎｍ〜１５ｎｍとなるように形成した。 Further, in Example 1, the p-type semiconductor layer 11 is obtained by applying a mixed gas of silane (SiH 4 ) gas 150 sccm, hydrogen (H 2 ) gas 750 sccm, and diborane (B 2 H 6 ) 5 sccm into the vacuum chamber of the CVD apparatus. The pressure was adjusted to 1 Pa to 5 Pa, the input power was 3.5 kW to 4.0 kW, and the film thickness was 5 nm to 15 nm.

（実施例２）
ｎ型半導体層１３を形成した後に照射工程を行い、ｐ型半導体層１１を形成し、その後照射工程を行わなかったこと以外は、実施例１と同様にして太陽電池を複数作製した。 (Example 2)
A plurality of solar cells were produced in the same manner as in Example 1 except that the irradiation process was performed after forming the n-type semiconductor layer 13, the p-type semiconductor layer 11 was formed, and then the irradiation process was not performed.

実施例２において、第２の固定工程を行った後に作製された太陽電池の開放電圧（Ｖｏｃ）、短絡電流（Ｉｓｃ）、曲線因子（Ｆ．Ｆ．）、最大出力（Ｐｍａｘ）を測定した。結果を、下記の表１に示す。   In Example 2, the open circuit voltage (Voc), the short circuit current (Isc), the fill factor (FF), and the maximum output (Pmax) of the solar cell manufactured after performing the second fixing step were measured. The results are shown in Table 1 below.

（比較例）
照射工程を行わなかったこと以外は、実施例１と同様にして太陽電池を複数作製した。 (Comparative example)
A plurality of solar cells were produced in the same manner as in Example 1 except that the irradiation step was not performed.

比較例において、第２の固定工程を行った後に作製された太陽電池の開放電圧（Ｖｏｃ）、短絡電流（Ｉｓｃ）、曲線因子（Ｆ．Ｆ．）、最大出力（Ｐｍａｘ）を測定した。結果を、下記の表１に示す。なお、表１に示す結果は、比較例の値を１００とした規格化値である。   In the comparative example, the open circuit voltage (Voc), the short circuit current (Isc), the fill factor (FF), and the maximum output (Pmax) of the solar cell manufactured after performing the second fixing step were measured. The results are shown in Table 1 below. The results shown in Table 1 are normalized values with the value of the comparative example as 100.

Figure 2012253262
Figure 2012253262

表１に示す結果から、半導体層形成工程の後に照射工程を行うことにより、優れた出力特性を有する太陽電池を製造できることが分かる。   From the results shown in Table 1, it can be seen that a solar cell having excellent output characteristics can be manufactured by performing the irradiation step after the semiconductor layer forming step.

１…太陽電池
１０…半導体基板
１０ａ…第１の主面
１０ｂ…第２の主面
１１…ｐ型半導体層
１２，１４…ｉ型半導体層
１３…ｎ型半導体層
１５，１６…ＴＣＯ層
１７，１８…電極
２０…トレイ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Solar cell 10 ... Semiconductor substrate 10a ... 1st main surface 10b ... 2nd main surface 11 ... p-type semiconductor layer 12, 14 ... i-type semiconductor layer 13 ... n-type semiconductor layer 15, 16 ... TCO layer 17, 18 ... Electrode 20 ... Tray

Claims (4)

基板と、前記基板の上に配された実質的に真性なｉ型半導体層と、前記基板の上に配されたドーパントがドープされた半導体層とを備える太陽電池を複数製造する方法であって、
前記基板をトレイに固定する第１の固定工程と、
前記トレイに固定された前記基板の上に、前記ｉ型半導体層を形成し、その後、前記ドーパントがドープされた半導体層を形成する半導体層形成工程と、
前記半導体層形成工程の後に、前記トレイに水素ラジカル及び水素イオンのうちの少なくとも一方を照射する照射工程と、
前記照射工程に先立って、または前記照射工程の後に前記基板を前記トレイから取り外す取り外し工程と、
前記取り外し工程において前記基板が取り外されたトレイに新たな前記基板を固定する第２の固定工程と、
を備え、
前記第２の固定工程、前記半導体層形成工程、前記照射工程及び前記取り外し工程を複数回繰り返して行う、太陽電池の製造方法。 A method of manufacturing a plurality of solar cells comprising a substrate, a substantially intrinsic i-type semiconductor layer disposed on the substrate, and a semiconductor layer doped with a dopant disposed on the substrate. ,
A first fixing step of fixing the substrate to the tray;
Forming the i-type semiconductor layer on the substrate fixed to the tray, and then forming a semiconductor layer doped with the dopant; and
An irradiation step of irradiating the tray with at least one of hydrogen radicals and hydrogen ions after the semiconductor layer forming step;
Removing the substrate from the tray prior to the irradiation step or after the irradiation step; and
A second fixing step of fixing the new substrate to the tray from which the substrate has been removed in the removing step;
With
A method for manufacturing a solar cell, wherein the second fixing step, the semiconductor layer forming step, the irradiation step, and the removing step are repeated a plurality of times. 前記取り外し工程を行う前に、前記照射工程を行う、請求項１に記載の太陽電池の製造方法。   The method for manufacturing a solar cell according to claim 1, wherein the irradiation step is performed before the removal step. 前記照射工程の後に、前記ドーパントがドープされた半導体層の上に、透明導電層を形成する工程をさらに備える、請求項２に記載の太陽電池の製造方法。   The method for manufacturing a solar cell according to claim 2, further comprising a step of forming a transparent conductive layer on the semiconductor layer doped with the dopant after the irradiation step. 前記太陽電池は、一の導電型を有し、前記基板を構成している半導体基板と、前記半導体基板の上に配されており、一の導電型を有し、前記ドーパントがドープされた半導体層を構成している第１の半導体層と、前記半導体基板の上に配されており、他の導電型を有し、前記ドーパントがドープされた半導体層を構成している第２の半導体層と、前記半導体基板と前記第１の半導体層との間に配された第１の実質的に真性なｉ型半導体層と、前記半導体基板と前記第２の半導体層との間に配された第２の実質的に真性なｉ型半導体層とを備える、請求項１〜３のいずれか一項に記載の太陽電池の製造方法。   The solar cell has one conductivity type, a semiconductor substrate constituting the substrate, and a semiconductor that is disposed on the semiconductor substrate, has one conductivity type, and is doped with the dopant A first semiconductor layer constituting a layer and a second semiconductor layer disposed on the semiconductor substrate and having another conductivity type and constituting a semiconductor layer doped with the dopant And a first substantially intrinsic i-type semiconductor layer disposed between the semiconductor substrate and the first semiconductor layer, and between the semiconductor substrate and the second semiconductor layer. The manufacturing method of the solar cell as described in any one of Claims 1-3 provided with a 2nd substantially intrinsic i-type semiconductor layer.
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